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Accurate determination of atomic positions of surface hydrogen using new RHEED method

使用新的 RHEED 方法准确测定表面氢的原子位置

基本信息

批准号：
21H01819
负责人：
深谷有喜
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01819/
关键词：
電子回折水素表面

项目摘要

本研究では、反射高速電子回折（RHEED）法の高度化及び強度シミュレーションによる最適なRHEED条件の探査により、物質表面上の水素の原子位置を高精度に決定することを目的としている。本年度は、試料冷却機構及び方位角プロット測定システムの構築、水素吸着Ni(111)表面の予備実験を実施した。現有のマニピュレーターに取り付け可能な冷媒貯蔵型の冷却システムを作製した。液体窒素を用いた冷却試験を行い、約10分で試料温度が100 Kに到達することを確認した。マニピュレーターのモーター駆動化により方位角プロットの測定を可能にした。既知の表面構造であるSi(111)を用いた動作試験を行い、鏡面反射スポット強度の方位角プロット測定に問題がないことを確認した。上記の実験装置の構築後、本研究の最初の測定対象であるNi(111)-2×2-2H表面の実験に着手した。始めに、スパッタ・アニールによる表面清浄化を実施し、1×1構造の形成を確認した。ロッキング曲線の実験データは、ランプリングのない表面構造を仮定した強度計算により再現可能である。続いて、100 Kに保たれたNi(111)-1×1表面に水素曝露を行い、5～6ラングミュアの曝露量で2×2-2H超構造が発現することを確認した。この結果は以前の報告と矛盾しない。RHEEDビーム照射による2×2スポット強度の時間変化を測定し、電子ビーム衝撃による水素脱離が小さいことを確認した。最後に、対称性のよい入射方位においてロッキング曲線の予備測定を実施した。また、水素吸着Pd(001)表面のRHEED強度シミュレーションの成果が学術誌に掲載となった。

The purpose of this study is to investigate the optimal conditions for the reflection high-speed electron backscattering (RHEED) method and to determine the atomic position of water on the surface of a substance with high accuracy. This year, the sample cooling mechanism and azimuth angle measurement system construction, water adsorption Ni(111) surface preparation was implemented The cooling system of the existing freon storage system The temperature of the sample reaches 100 K after about 10 minutes of cooling test. It is possible to measure the azimuth angle of the microphone by moving the monitor. The known surface structure of Si(111) can be used to determine the azimuth angle of specular reflection. After the construction of the above-mentioned equipment, the initial measurement object of this study was Ni(111)-2 ° 2-H surface. From the beginning, the surface cleaning was carried out and the formation of 1×1 structure was confirmed. The surface structure of the curve is determined by the calculation of the strength and the possibility of reproduction. It was confirmed that the Ni(111)-1 ° 1 surface was exposed to water at 100 K, and the 2×2- 2H superstructure was discovered at 5~6 ° C. This result is contrary to previous reports and contradictory. RHEED: 2×Finally, the symmetry of the incident direction and the preparation of the curve are carried out. RHEED intensity of Pd(001) surface adsorbed by hydrogen and water was investigated.